DSP的CV算子调用

1 前言

DSP是J5上的数字信号处理器,专用于处理视觉、图像等信息。在OE包的ddk/samples/vdsp_rpc_sample路径下,提供了DSP使用示例,包括nn和cv两部分。nn示例涵盖了深度学习模型的相关算子,包括量化、反量化、Softmax和雷达点云预处理。cv示例展示了如何调用地平线基于DSP封装的图像处理算子,目前已支持25个,并且仍在持续扩充当中。-
在正式阅读前,希望您已经对DSP的软硬件特点、编程思路和板端运行方法有基本的了解,关于这方面的内容可以查看社区文章《DSP开发快速上手》。

2 CV算子支持列表

截止J5 OE v1.1.62,DSP已经支持了25个CV算子:-

-
CV算子相关的数据类型、数据结构、配置参数、图片约束等信息,可以查看J5工具链手册的《DSP运行时API手册》。我们正在持续扩充DSP支持的CV算子数量,同时也在让已有的CV算子能支持更多的输入数据类型。

3 CV示例文件介绍

OE包的ddk/samples/vdsp_rpc_sample目录包含了大量的CV示例,文件结构如下:

+---vdsp_rpc_sample
│── arm                                          # arm侧
│   ├── cv
│   │   ├── build_arm.sh                         # arm侧构建脚本
│   │   ├── CMakeLists.txt
│   │   ├── main.cc                              # main函数
│   │   └── src                                  # cv算子示例源文件目录
│   └── nn
├── dsp
│   ├── build_dsp.sh                             # dsp侧构建脚本
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── src                                      # dsp算子实现目录
│   └── main.cc                                  # 编译dsp镜像的源码
├── script
│   ├── cv
│   │   ├── run_cv_test.sh                       # 运行示例脚本
│   │   ├── bin                                  # 可执行程序目录
│   │   └── data                                 # 图像目录
│   ├── nn
│   ├── image
│   └── lib
├── deps
└── README.md
  • arm:arm侧示例,封装了常用api,主要负责发起RPC调用,接收dsp处理结果。

    • cv:cv示例,包含了图片处理的cv算子示例。
    • nn:nn示例,包含quantize和dequantize api,自定义算子softmax以及pointpillar前处理。
  • dsp:dsp侧示例,实现了dsp算子功能,主要负责接收arm侧发来的任务,完成softmax等算子的计算,将结果发送给arm。

    • src:包含quantize和dequantize api,以及自定义算子softmax以及pointpillar前处理的dsp侧实现。
  • script:示例的生成文件及脚本目录。

    • cv:包含cv示例的可执行文件、输入数据及执行脚本。
    • nn:包含nn示例的可执行文件、输入数据、模型及执行脚本。
    • image: DSP镜像目录。
    • lib: 可执行程序的依赖库目录。
  • deps:所有示例的依赖文件目录。

    • aarch64:arm侧的依赖目录。
    • vdsp:dsp侧的依赖目录。

    ±–arm/cv
    ├── CMakeLists.txt
    ├── build_arm.sh
    ├── main.cc
    └── src
    ├── common.h
    ├── img_util.cc
    ├── img_util.h
    ├── test_bilateral_filter.cc
    ├── test_box_filter.cc
    ├── test_canny.cc
    ├── test_corner_harris.cc
    ├── test_cvt_color.cc
    ├── test_dilate.cc
    ├── test_equalize_hist.cc
    ├── test_erode.cc
    ├── test_filter2D.cc
    ├── test_flip.cc
    ├── test_gaussian_blur.cc
    ├── test_integral.cc
    ├── test_median_blur.cc
    ├── test_pyr_down.cc
    ├── test_pyr_up.cc
    ├── test_remap.cc
    ├── test_resize.cc
    ├── test_roi_resize.cc
    ├── test_rotate.cc
    ├── test_sep_filter2D.cc
    ├── test_sobel.cc
    ├── test_threshold.cc
    ├── test_transpose.cc
    ├── test_warp_affine.cc
    └── test_warp_perspective.cc

在arm/cv/src文件夹内,包含了当前的25个CV算子在ARM侧调用的示例,这些示例以test_开头,其余的common.h、img_util.cc、img_util.h是示例运行的必备组件。cv文件夹的main.cc集成了调用25个CV算子的完整功能,CMakeLists.txt是编译必备的配置文件,执行build_arm.sh后,即可编译出可上板运行的可执行文件即相关依赖,这些生成的文件会自动存放进script目录中。我们已提供了编译好的上述文件,无需用户重复编译。

├── deps
|   ├── aarch64
|   └── vdsp   
└── dsp
    ├── CMakeLists.txt
    ├── build_dsp.sh
    ├── main.cc
    └── src

**CV算子的DSP实现源码是非开源的,地平线封装成了.a文件以库的形式提供,存放在deps/vdsp相关目录下。**dsp目录下的src文件夹只包含NN算子的实现源码。main.cc主要用于注册编写的DSP算子,CMakeLists.txt是编译必备的配置文件,执行build_dsp.sh后,即可编译出可以在板端配置的vdsp0和vdsp1镜像,这两个镜像文件还会自动存放进script/image目录中。我们提供了已经编译好的镜像文件,无需用户重复编译。

4 CV算子使用说明

由于ARM侧和DSP侧所有需要编译的文件都已经包括在了OE包当中,因此用户可以跳过编译这一步,直接将script文件夹复制到J5开发板上的可写路径下,如/userdata目录。-
此时我们可以编写一个deploy.sh脚本并执行,用于在J5开发板上部署DSP镜像:

echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc1/state
echo stop > /sys/class/remoteproc/remoteproc2/state
echo -n "/userdata/script/image" > /sys/module/firmware_class/parameters/path
echo vdsp0 > /sys/class/remoteproc/remoteproc1/firmware
echo vdsp1 > /sys/class/remoteproc/remoteproc2/firmware
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc1/state
echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc2/state

之后执行以下命令,给予dsp_relay_server和test_cv文件可执行权限:

chmod 777 /userdata/script/lib/dsp_relay_server
chmod 777 /userdata/script/cv/bin/test_cv

最后进入script/cv文件夹,执行以下命令即可运行全部25个CV算子示例:

sh run_cv_test.sh

用户也可以通过追加参数的形式指定需要执行的算子,如:

sh run_cv_test.sh roiResize

可以通过在脚本中追加参数help来显示所有可执行算子。-
roiResize为例,该算子的执行结果如下图所示:

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此时,在/userdata/script/cv/目录下会生成一个output文件夹,保存了图像处理结果,roiResize算子的输出文件名为roi_resize_output.480x380.yuv,原始输入图像为/userdata/script/cv/data/500x480.lena.yuv。-
我们可以使用YUV可视化工具YUView查看图片的处理效果,该工具的下载地址为:-
https://github.com/IENT/YUView/releases-
原始数据和处理结果的可视化效果图如下所示:-
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关于RoiResize算子的执行过程分析,以及详细的ARM侧调用代码解读,可以参考社区文章《在J5上使用DSP进行RoiResize》。